軟開關(guān)技術(shù)簡介課件

軟開關(guān)技術(shù)簡介拓撲組2006-06-15軟開關(guān)技術(shù)簡介1內(nèi)容提要軟開關(guān)技術(shù)概述準諧振變換器ZCS-PWM和ZVS-PWM變換技術(shù)ZCT-PWM和ZVT-PWM技術(shù)移相全橋ZVS-PWM技術(shù)內(nèi)容提要軟開關(guān)技術(shù)概述2概述軟開關(guān)是一種在開關(guān)管周圍附加特定的LC諧振電路，以實現(xiàn)開關(guān)管零電流開通與關(guān)斷，或者零電壓開通與關(guān)斷的技術(shù)，從而達到減小開關(guān)損耗的目的。開關(guān)電源應(yīng)用軟開關(guān)技術(shù)后，可以提高其開關(guān)管的工作頻率，從而減少開關(guān)電源的體積和重量。概述軟開關(guān)是一種在開關(guān)管周圍附加特定的LC諧振電路，以實現(xiàn)開3硬開關(guān)產(chǎn)生開關(guān)損耗期望的開關(guān)波形：實際的開關(guān)波形：硬開關(guān)產(chǎn)生開關(guān)損耗期望的開關(guān)波形：實際的開關(guān)波形：4零電流開關(guān)（ZCS）零電流開關(guān)的原理圖及基本波形如圖所示：由于開關(guān)與諧振電感串連，開通之后電流緩慢上升，實現(xiàn)了零電流導通；開關(guān)導通之后，電感和電容連接組成諧振電路，檢測到開關(guān)管電流諧振到零的時候，驅(qū)動關(guān)閉開關(guān)管，實現(xiàn)零電流關(guān)斷。零電流開關(guān)（ZCS）零電流開關(guān)的原理圖及基本波形如圖所示：由5零電壓開關(guān)的原理圖及基本波形如圖所示：由于開關(guān)與諧振電容并聯(lián)，關(guān)斷之后給電容充電，電壓緩慢上升，實現(xiàn)了零電壓關(guān)斷；開關(guān)關(guān)斷之后，電感和電容串聯(lián)組成諧振電路，檢測到開關(guān)管電壓諧振到零的時候，驅(qū)動導通開關(guān)管，實現(xiàn)零電壓導通。零電壓開關(guān)（ZVS）零電壓開關(guān)的原理圖及基本波形如圖所示：由于開關(guān)與諧振電容并聯(lián)6軟開關(guān)技術(shù)的發(fā)展過程時間名稱應(yīng)用70年代串聯(lián)或并聯(lián)諧振技術(shù)半橋或全橋變換器80年代初有源鉗位ZVS技術(shù)單端變換器80年代中準諧振和多諧振技術(shù)單端或橋式變換器80年代末零開關(guān)-PWM技術(shù)單端或橋式變換器80年代末移相全橋ZVS-PWM技術(shù)全橋變換器250W以上90年代初零轉(zhuǎn)換-PWM技術(shù)單端或橋式變換器90年代廣義軟開關(guān)PWM技術(shù)軟開關(guān)技術(shù)的發(fā)展過程時間名稱應(yīng)用70年代串聯(lián)或并聯(lián)諧振技術(shù)半7軟開關(guān)技術(shù)概述準諧振變換器ZCS-PWM和ZVS-PWM變換技術(shù)ZCT-PWM和ZVT-PWM技術(shù)移相全橋ZVS-PWM技術(shù)軟開關(guān)技術(shù)概述8零電流-準諧振變換器（ZCS-QRC）零電流-準諧振變換器（ZCS-QRC）9T0－T1：電流Ilr線性上升，二極管壓降為0T0－T1：電流Ilr線性上升，二極管壓降為010T1－T2：LC諧振，二極管反向阻斷T1－T2：LC諧振，二極管反向阻斷11T2－T3－T4：電容放電后線性充電，直到二極管導通T2－T3－T4：電容放電后線性充電，直到二極管導通12T4－T0’：開關(guān)管截止，通過二極管續(xù)流T4－T0’：開關(guān)管截止，通過二極管續(xù)流13零電壓-準諧振變換器（ZVS-QRC）零電壓-準諧振變換器（ZVS-QRC）14軟開關(guān)技術(shù)概述準諧振變換器ZCS-PWM和ZVS-PWM變換技術(shù)ZCT-PWM和ZVT-PWM技術(shù)移相全橋ZVS-PWM技術(shù)軟開關(guān)技術(shù)概述15零電流開關(guān)脈寬調(diào)制變換器（ZCS-PWM）和ZCS-QRC電路比較ZCS-PWM電路ZCS-QRC電路零電流開關(guān)脈寬調(diào)制變換器（ZCS-PWM）和ZCS-QRC電16ZCS-PWM變換器工作邏輯ZCS-PWM變換器工作邏輯17T0－T1：主開關(guān)管導通，電流Ilr線性上升，二極管D壓降為0T0－T1：主開關(guān)管導通，電流Ilr線性上升，二極管D壓降為18T1－T2：LC諧振，二極管反向阻斷T1－T2：LC諧振，二極管反向阻斷19T2－T3：正常的PWM導通狀態(tài)，二極管D反向阻斷T2－T3：正常的PWM導通狀態(tài)，二極管D反向阻斷20T3－T4：輔助開關(guān)管導通，LC諧振，電容Cr放電。當Ilr為零時控制關(guān)斷開關(guān)管TrT3－T4：輔助開關(guān)管導通，LC諧振，電容Cr放電。當Ilr21T4－T5：電容Cr余量線性放電，直到二極管D導通T4－T5：電容Cr余量線性放電，直到二極管D導通22T4－T5：二極管D導通續(xù)流，電路工作在PWM關(guān)斷狀態(tài)T4－T5：二極管D導通續(xù)流，電路工作在PWM關(guān)斷狀態(tài)23ZCS-PWM技術(shù)的優(yōu)點：主開關(guān)零電流開關(guān)，且Tr電壓應(yīng)力較小，Tr承受的最高電壓為Vs。ZCS-PWM技術(shù)的缺點：續(xù)流二極管的電壓應(yīng)力為2Vs，諧振電感與主開關(guān)串聯(lián)，所以ZCS條件與電網(wǎng)電壓和負載的變化有關(guān)。問題：請根據(jù)ZCS-PWM的BUCK電路拓撲畫出其BOOST電路拓撲？ZCS-PWM技術(shù)的優(yōu)點：主開關(guān)零電流開關(guān)，且Tr電壓應(yīng)力較24零電壓開關(guān)脈寬調(diào)制變換器（ZVS-PWM）和ZVS-QRC電路比較ZVS-PWM電路ZVS-QRC電路零電壓開關(guān)脈寬調(diào)制變換器（ZVS-PWM）和ZVS-QRC電25ZVS-PWM變換器工作邏輯ZVS-PWM變換器工作邏輯26ZVS-PWM技術(shù)的優(yōu)點：主開關(guān)零電壓開關(guān)，Tr承受的電流應(yīng)力較小。ZCS-PWM技術(shù)的缺點：主開關(guān)的電壓應(yīng)力較大，諧振電感與主開關(guān)串聯(lián)，所以ZCS條件與電網(wǎng)電壓和負載的變化有關(guān)。問題：請根據(jù)ZVS-PWM的BUCK電路拓撲畫出其BOOST電路拓撲？ZVS-PWM技術(shù)的優(yōu)點：主開關(guān)零電壓開關(guān)，Tr承受的電流應(yīng)27軟開關(guān)技術(shù)概述準諧振變換器ZCS-PWM和Z